IT201600093143A1 - METHOD FOR THE REDUCTION OF THE ORGANIC CONTENT OF THE LANDS OBTAINED IN THE FORM OF EXCAVATION MECHANIZED FOR THE REALIZATION OF GALLERIES AND WELLS - Google Patents
METHOD FOR THE REDUCTION OF THE ORGANIC CONTENT OF THE LANDS OBTAINED IN THE FORM OF EXCAVATION MECHANIZED FOR THE REALIZATION OF GALLERIES AND WELLSInfo
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Description
“METODO PER LA RIDUZIONE DEL CONTENUTO ORGANICO DELLE TERRE OTTENUTE IN FASE DI SCAVO MECCANIZZATO PER LA REALIZZAZIONE DI GALLERIE E POZZI” "METHOD FOR THE REDUCTION OF THE ORGANIC CONTENT OF THE LAND OBTAINED DURING THE MECHANIZED EXCAVATION PHASE FOR THE CONSTRUCTION OF TUNNELS AND WELLS"
La presente invenzione riguarda l’utilizzo del processo ossidativo basato su reagenti Fenton per il trattamento di terre scavate attraverso fresa meccanica. Tale trattamento può essere utilizzato per la riduzione del contenuto organico, in particolare per ridurre il contenuto di tensioattivi, anionici-cationici e non ionici, utilizzati in fase di condizionamento del terreno durante lo scavo meccanizzato di gallerie e di pozzi. The present invention relates to the use of the oxidative process based on Fenton reagents for the treatment of earth excavated by means of a mechanical cutter. This treatment can be used to reduce the organic content, in particular to reduce the content of anionic-cationic and non-ionic surfactants, used in the conditioning phase of the ground during the mechanized excavation of tunnels and wells.
Stato della tecnica State of the art
Attualmente, lo scavo delle gallerie può essere effettuato mediante due tecnologie principali: Currently, tunnel excavation can be carried out using two main technologies:
uso di esplosivi o metodo classico; use of explosives or classical method;
attraverso l’impiego di mezzi meccanici. through the use of mechanical means.
Il primo metodo prevede l’applicazione ciclica delle operazioni di seguito riportate che permettono l’avanzamento del tracciato: The first method involves the cyclic application of the following operations that allow the progress of the route:
1) Per mezzo di una perforatrice automatica denominata Jumbo, si realizza sul fronte di scavo una serie di fori che vengono riempiti con esplosivo; sia la disposizione dei fori che la quantità d’esplosivo sono calibrate in modo da abbattere la porzione di roccia desiderata, senza causare danni alle porzioni di roccia che fungeranno da sostegno naturale allo scavo; 2) Il materiale di risulta (detto smarino) viene rimosso con pale meccaniche e camion; 1) By means of an automatic drilling machine called Jumbo, a series of holes is made on the excavation face which are filled with explosives; both the arrangement of the holes and the quantity of explosive are calibrated in order to break down the desired portion of rock, without causing damage to the portions of rock that will act as natural support for the excavation; 2) The resulting material (called spoil) is removed with mechanical shovels and trucks;
3) Lo scavo viene sostenuto con apposite tecnologie, quali applicazione di centine e calcestruzzo proiettato e di chiodature. 3) The excavation is supported with specific technologies, such as the application of ribs and shotcrete and riveting.
Il metodo è basato sulla eliminazione della giusta porzione di roccia, così da realizzare al contorno dello scavo una re-distribuzione delle forze nota come effetto arco che, parzialmente, supporta l’azione consolidante delle armature e del calcestruzzo proiettato. The method is based on the elimination of the right portion of rock, so as to achieve a re-distribution of forces around the excavation known as the arch effect which partially supports the consolidating action of the reinforcements and shotcrete.
La seconda tecnica costruttiva può essere suddivisa in due grandi categorie, a seconda che lo scavo avvenga per sezioni parziali o a piena sezione (cioè scavando l’intera sezione della galleria nello stesso momento). Nel primo caso si procede come già descritto per il metodo tradizionale con frese puntuali e con demolitori (al posto dell’esplosivo), realizzando per gradi la sagoma della galleria che viene in seguito rivestita con il calcestruzzo armato o non armato a seconda delle condizioni geologiche. Nel secondo caso l’avanzamento è realizzato con una complessa macchina detta TBM (Tunnel Boring Machine), nota anche come “fresa” o “talpa”, che, oltre ad eseguire lo scavo, è in grado di sostenere il fronte di scavo (di conseguenza evitando cedimenti del fronte ed eventualmente del piano campagna), di trasportare all’esterno lo smarino (tramite una coclea, un nastro trasportatore e/o appositi vagoni) e di mettere in opera il rivestimento definitivo che è generalmente costituito da conci prefabbricati in calcestruzzo armato. Questo tipo di macchina è in grado di scavare nella quasi totalità dei contesti geologici esistenti, dalla roccia compatta (fresa da roccia dura) a quella fratturata (fresa a doppio scudo), fino ai terreni sciolti, al di sotto delle falde acquifere e con basse coperture con l’utilizzo di TBM in grado di applicare una contropressione al fronte di scavo: EPB – Earth Pressure Balance machine, Slurry Shield, Hydro Shield, TBM ibride. The second construction technique can be divided into two broad categories, depending on whether the excavation takes place in partial or full section sections (i.e. excavating the entire section of the tunnel at the same time). In the first case, proceed as already described for the traditional method with punctual cutters and with breakers (instead of explosives), gradually creating the shape of the tunnel which is then covered with reinforced or non-reinforced concrete depending on the geological conditions. . In the second case, the advancement is carried out with a complex machine called TBM (Tunnel Boring Machine), also known as "milling machine" or "mole", which, in addition to carrying out the excavation, is able to support the excavation face (of consequently avoiding subsidence of the front and possibly of the ground level), to transport the spoil outside (by means of an auger, a conveyor belt and / or special wagons) and to put in place the final lining which is generally made up of precast concrete segments armed. This type of machine is able to excavate almost all the existing geological contexts, from compact rock (hard rock cutter) to fractured rock (double shield cutter), up to loose soils, below the aquifers and with low roofing with the use of TBMs capable of applying a counter pressure to the excavation face: EPB - Earth Pressure Balance machine, Slurry Shield, Hydro Shield, hybrid TBMs.
A grandi linee una fresa TBM è così costituita: Broadly speaking, a TBM cutter is made up as follows:
1) Una testa rotante, ossia la parte anteriore a diretto contatto con il fronte, equipaggiata con una serie di utensili a seconda della geologia della scavare, che serve a scavare, sostenere il fronte, raccogliere e convogliare lo smarino verso un sistema di evacuazione. 1) A rotating head, i.e. the front part in direct contact with the face, equipped with a series of tools depending on the geology of the excavation, which serves to excavate, support the face, collect and convey the spoil towards an evacuation system.
2) Una camera di scavo posta tra la testa e il sistema di trasporto dello smarino (nel caso di TBM con sistema di contro-pressione al fronte), in cui è raccolto il materiale scavato. Nel caso di EPB, il materiale esce dalla camera su una coclea, o vite senza fine, e viene posto su un nastro trasportatore. 2) An excavation chamber placed between the head and the transport system of the spoil (in the case of TBM with counter-pressure system at the face), in which the excavated material is collected. In the case of EPB, the material exits the chamber on an auger, or worm, and is placed on a conveyor belt.
3) Un sistema di trasporto dello smarino verso l’esterno della galleria (per esempio un nastro trasportatore o vagoni). 3) A transport system of the spoil towards the outside of the tunnel (for example a conveyor belt or wagons).
4) Un sistema di messa in opera del rivestimento della galleria, generalmente conci di calcestruzzo prefabbricato. 4) A system for the installation of the tunnel lining, generally precast concrete segments.
La testa fresante monta degli utensili di vario tipo e dimensione ed è disegnata in funzione della geologia da scavare. Gli utensili sono generalmente di tre tipi differenti: “cutters”, “scrapers” e “rippers”. The milling head mounts tools of various types and sizes and is designed according to the geology to be excavated. The tools are generally of three different types: “cutters”, “scrapers” and “rippers”.
Nel caso di TBM con sistema di contro-pressione al fronte, l’avanzamento potrà avvenire con la camera di scavo costantemente e completamente piena del materiale estratto, opportunamente condizionato, in modo da garantire una distribuzione omogenea ed uniforme di pressione di terra al fronte e senza cali di pressione tra una spinta e quella successiva. In alcuni casi, a seconda principalmente delle condizioni geologiche ed idrauliche, è possibile avanzare con la camera di scavo vuota o parzialmente piena di materiale estratto. In the case of TBM with counter-pressure system at the face, the advancement can take place with the excavation chamber constantly and completely full of the extracted material, suitably conditioned, in order to guarantee a homogeneous and uniform distribution of earth pressure at the face and without pressure drops between one push and the next. In some cases, depending mainly on the geological and hydraulic conditions, it is possible to advance with the excavation chamber empty or partially full of extracted material.
Nelle TBM di tipo EPB, da roccia o ibride, è pratica comune applicare un agente condizionante al terreno o alla roccia scavata, in diverse posizioni della TBM: fronte di scavo, camera di scavo e coclea di estrazione. In EPB, rock or hybrid TBMs, it is common practice to apply a conditioning agent to the excavated soil or rock, in different positions of the TBM: excavation face, excavation chamber and extraction screw.
Agenti stabilizzanti noti includono sospensioni bentonitiche e polimeriche. Questi possono portare a problemi, perché aumentano sensibilmente il contenuto di acqua del suolo, ottenendo sistemi molto liquidi che risultano di difficile estrazione dalla camera e di difficile gestione in fase di conferimento del materiale scavato ai siti autorizzati. Known stabilizing agents include bentonite and polymeric suspensions. These can lead to problems, because they significantly increase the water content of the soil, obtaining very liquid systems that are difficult to extract from the chamber and difficult to manage when transferring the excavated material to authorized sites.
Negli ultimi sviluppi di questa tecnologia sono state impiegate schiume polimeriche. Queste hanno il considerevole vantaggio di diminuire sensibilmente l’apporto di acqua nel terreno. Una formulazione standard di schiuma polimerica comprende un agente schiumogeno e un agente stabilizzante. In the latest developments of this technology, polymer foams have been used. These have the considerable advantage of significantly reducing the amount of water in the soil. A standard polymer foam formulation comprises a foaming agent and a stabilizing agent.
Durante il funzionamento della TBM, la schiuma viene iniettata in diverse posizioni: direttamente al fronte attraverso appositi ugelli posizionati sulla testa di scavo, all’interno della camera di scavo ed in coclea. During the operation of the TBM, the foam is injected in different positions: directly to the face through special nozzles positioned on the excavation head, inside the excavation chamber and in the auger.
L’applicazione della schiuma come agente condizionante comporta una serie di benefici: omogeneizzazione del terreno, controllo dell’acqua sotterranea, maggiore velocità di avanzamento e facilità di estrazione del materiale scavato, minimizzazione delle proprietà di adesione di alcuni suoli (ad esempio, le argille possono dare problemi di adesione alle superfici metalliche, rendendo quindi le operazioni di scavo più lente o addirittura impossibili), ecc. The application of foam as a conditioning agent has a number of benefits: homogenization of the soil, control of groundwater, greater speed of advancement and ease of extraction of the excavated material, minimization of the adhesion properties of some soils (for example, clays can cause adhesion problems to metal surfaces, thus making excavation operations slower or even impossible), etc.
L’iniezione di questi agenti schiumogeni porta ad un aumento della concentrazione del contenuto organico della matrice scavata, rendendo di difficile gestione la procedura di stoccaggio del materiale scavato, sia temporaneo sia definitivo. Infatti possono essere previsti lunghi periodi di stoccaggio per promuovere una naturale biodegradazione dei componenti organici utilizzati in fase di condizionamento. Allo stato attuale dell’arte, per ridurre i tempi di stoccaggio delle terre condizionate, sono previsti sistemi di lavaggio con acqua per estrarre il contaminante e successivo trattamento chimico e/o biologico del refluo ottenuto. The injection of these foaming agents leads to an increase in the concentration of the organic content of the excavated matrix, making the storage procedure of the excavated material, both temporary and definitive, difficult to manage. In fact, long storage periods can be envisaged to promote a natural biodegradation of the organic components used in the conditioning phase. In the current state of the art, to reduce the storage times of conditioned lands, washing systems with water are provided to extract the contaminant and subsequent chemical and / or biological treatment of the wastewater obtained.
US 20150021275 descrive un metodo di decontaminazione del terreno e delle acque sotterranee in cui vengono iniettate attraverso dei pozzi soluzioni di acqua ossigenata e sali carbossilici che reagiscono con il ferro naturalmente presente per la riduzione del contenuto organico. US 20150021275 describes a method of decontamination of the soil and groundwater in which solutions of hydrogen peroxide and carboxylic salts are injected through wells which react with the iron naturally present to reduce the organic content.
US 8178742 descrive un metodo per la bonifica in situ di aree contaminate da composti organici, quali olii alifatici, solventi clorurati e composti aromatici, iniettando un agente chelante e, dopo 6 – 48 ore, una soluzione di acqua ossigenata stabilizzata. US 8178742 describes a method for the in situ remediation of areas contaminated by organic compounds, such as aliphatic oils, chlorinated solvents and aromatic compounds, by injecting a chelating agent and, after 6 - 48 hours, a stabilized hydrogen peroxide solution.
US 5716528 descrive un procedimento per la rimozione dei composti organici da acque contaminate utilizzando come ossidante acqua ossigenata in presenza di una quantità catalitica di ioni ferrosi. Viene indicato come parametro importante il pH, che deve essere acido per promuovere la degradazione ossidativa di contaminanti quali idrocarburi aromatici policiclici e/o composti aromatici scelti nel gruppo dei fenoli e fenoli clorurati. US 5716528 describes a process for the removal of organic compounds from contaminated water using hydrogen peroxide as oxidant in the presence of a catalytic quantity of ferrous ions. The pH is indicated as an important parameter, which must be acidic to promote the oxidative degradation of contaminants such as polycyclic aromatic hydrocarbons and / or aromatic compounds selected from the group of phenols and chlorinated phenols.
EP 1473278 descrive un procedimento per la purificazione di acque reflue, in particolare provenienti da discariche o processi industriali, caratterizzato da una ossidazione catalitica mediante perossido di idrogeno in combinazione con l'aggiunta di ione di ferro bivalente e/o ferro trivalente e successiva neutralizzazione alcalina con idrossido di sodio o latte di calce. EP 1473278 describes a process for the purification of waste water, in particular from landfills or industrial processes, characterized by a catalytic oxidation by hydrogen peroxide in combination with the addition of divalent iron and / or trivalent iron ion and subsequent alkaline neutralization with sodium hydroxide or milk of lime.
Descrizione della invenzione Description of the invention
La presente invenzione è relativa al trattamento ossidativo basato sull’utilizzo di reagenti Fenton, acqua ossigenata e ioni di Ferro (II), allo scopo di ridurre il contenuto organico delle terre di scavo di scavo meccanizzato in maniera significativamente più rapida rispetto a quanto praticamente fino ad oggi. The present invention relates to the oxidative treatment based on the use of Fenton reagents, hydrogen peroxide and Iron (II) ions, in order to reduce the organic content of the earth from mechanized excavation in a significantly faster way than practically until to date.
L'invenzione fornisce un metodo per ridurre il contenuto organico, in particolare il contenuto di tensioattivi nel terreno che comprende l’aggiunta del reattivo/i all’interno della galleria (sul fronte di scavo e/o in camera di condizionamento e/o in coclea estrattiva e/o sul nastro estrattivo e/o sui vagoni di trasporto) e/o all’esterno della galleria (vasconi ed aree di stoccaggio del materiale scavato). Inoltre il metodo dell'invenzione può essere utilizzato per ridurre il contenuto di organico di terre stoccate derivanti dal processo di scavo meccanizzato con fresa. The invention provides a method for reducing the organic content, in particular the surfactant content in the soil which includes the addition of the reagent (s) inside the tunnel (on the excavation face and / or in the conditioning chamber and / or in extraction screw and / or on the extraction belt and / or on the transport wagons) and / or outside the tunnel (vats and storage areas of the excavated material). Furthermore, the method of the invention can be used to reduce the organic content of stored earth deriving from the mechanized excavation process with a cutter.
I tensioattivi vengono utilizzati durante la fase di scavo al fronte, in camera di scavo ed in coclea per condizionare il terreno, permetterne avanzamenti ed estrazioni dello stesso più veloci e per mantenere la stabilità del fronte di scavo. I tensioattivi possono essere di natura anionica, cationica e non ionica. Surfactants are used during the excavation phase at the face, in the excavation chamber and in the auger to condition the ground, to allow faster advancement and extraction of the same and to maintain the stability of the excavation face. Surfactants can be anionic, cationic and non-ionic in nature.
Il metodo dell'invenzione prevede l’utilizzo di acqua ossigenata in soluzione acquosa e di una fonte di ione ferro (II). Gli ioni di Ferro (II), se non presenti naturalmente nel terreno, vengono forniti come solfato ferroso. L'invenzione ha anche per oggetto l'uso di acqua ossigenata e sali di Ferro (II) per la riduzione del contenuto di composti organici nel terreno scavato attraverso frese meccaniche per la realizzazione di gallerie e pozzi La percentuale di acqua ossigenata, espressa come percentuale in peso di una soluzione di acqua ossigenata al 5% in volume, può variare da 0,1% a 15,0% espresso sul quantitativo di terreno. The method of the invention provides for the use of hydrogen peroxide in aqueous solution and a source of iron (II) ion. Iron (II) ions, if not naturally present in the soil, are supplied as ferrous sulphate. The invention also has as its object the use of hydrogen peroxide and Iron (II) salts for the reduction of the content of organic compounds in the ground excavated by means of mechanical cutters for the construction of tunnels and wells The percentage of hydrogen peroxide, expressed as a percentage by weight of a 5% hydrogen peroxide solution by volume, it can vary from 0.1% to 15.0% expressed on the quantity of soil.
La quantità di ioni ferro (II), espressa come percentuale in peso di solfato ferroso eptaidrato, può variare da 0,01% a 10,00% espresso sul quantitativo di terreno. La fonte di ioni di Ferro (II) necessaria per promuovere la reazione ossidativa può essere presente naturalmente nel terreno da trattare. The quantity of iron (II) ions, expressed as a percentage by weight of ferrous sulphate heptahydrate, can vary from 0.01% to 10.00% expressed on the quantity of soil. The source of Iron (II) ions necessary to promote the oxidative reaction may be naturally present in the soil to be treated.
Il metodo dell'invenzione è particolarmente efficiente per la riduzione del contenuto di tensioattivo anionici nel terreno, in particolare di tensioattivi del tipo sale di alchil solfato o di lauril solfato quali sali di sodio di lauril solfato con numero di etossilazione di 7. The method of the invention is particularly efficient for reducing the content of anionic surfactants in the soil, in particular of surfactants of the alkyl sulfate or lauryl sulfate salt type such as sodium salts of lauryl sulfate with an ethoxylation number of 7.
Le caratteristiche e i vantaggi del trattamento dell'invenzione sono meglio descritti negli esempi seguenti. Il contenuto di tensioattivo anionico viene espresso come mg di tensioattivo contenuto in un kilogrammo di terreno. La determinazione è stata effettuata attraverso analisi spettrofotometrica con metodo MBAS (Methylene Blue Active Substances), leggendo l’assorbimento a 650 nm. Nei casi dove si è notata una elevata interferenza nel metodo MBAS da parte del terreno estratto si è deciso di esprimere il dato come assorbimento a 650 nm. The characteristics and advantages of the treatment of the invention are better described in the following examples. The content of anionic surfactant is expressed as mg of surfactant contained in a kilogram of soil. The determination was carried out through spectrophotometric analysis with the MBAS method (Methylene Blue Active Substances), reading the absorption at 650 nm. In cases where a high interference in the MBAS method by the extracted soil was noted, it was decided to express the data as absorption at 650 nm.
L’assorbimento a lunghezza d’onda di 650 nm è caratteristico del complesso blu di molibdeno-tensioattivo anionico. The absorption at a wavelength of 650 nm is characteristic of the blue molybdenum-anionic surfactant complex.
Esempio 1 Example 1
In tabella 1 vengono riportati i dosaggi, espressi in percentuale in peso sul terreno, di acqua ossigenata al 5% in concentrazione e solfato ferroso eptaidrato utilizzati per il trattamento del terreno condizionato con tensioattivo anionico. Table 1 shows the dosages, expressed as a percentage by weight on the soil, of hydrogen peroxide at 5% in concentration and ferrous sulphate heptahydrate used for the treatment of soil conditioned with anionic surfactant.
Parti in peso riferite al quantitativo di terreno (%) Parts by weight referred to the quantity of soil (%)
Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento 1 2 3 4 5 Treatment Treatment Treatment Treatment Treatment 1 2 3 4 5
Acqua 0,40 0,80 1,60 2,67 3,87 Water 0.40 0.80 1.60 2.67 3.87
ossigenata oxygenated
5% 5%
Solfato 0,07 0,13 0,27 0,43 0,63 Sulphate 0.07 0.13 0.27 0.43 0.63
ferroso ferrous
eptaidrato heptahydrate
Acqua 16,70 16,70 16,70 16,70 16,70 Water 16.70 16.70 16.70 16.70 16.70
Tabella 1: composizione dei trattamenti Table 1: composition of treatments
La matrici condizionate di riferimento da trattare vengono preparate aggiungendo 85 mg di sodio lauriletossi solfato e 167 g di acqua su ogni chilogrammo di terreno. Per ottenere delle matrici omogenee e condizionate vengono mescolate con agitatore meccanico. Queste matrici condizionate di riferimento vengono trattate con quantitativi variabili di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. Dopo 24 ore dal trattamento le matrici vengono estratte con acqua e gli elutriati ottenuti vengono trattati come descritto nel metodo per la determinazione dei tensioattivi anionici secondo tecnica MBAS. Viene infine valutato l’assorbimento, attraverso tecnica spettrofotometrica a 650 nm, della soluzione finale ottenuta tramite complessazione con blu di molibdeno e estrazione in cloroformio. Vengono utilizzati come valori di riferimento i dati ottenuti analizzando il terreno tal quale e la matrice condizionata di riferimento. The conditioned reference matrices to be treated are prepared by adding 85 mg of sodium laurylethoxy sulfate and 167 g of water to each kilogram of medium. To obtain homogeneous and conditioned matrices, they are mixed with a mechanical stirrer. These conditioned reference matrices are treated with variable quantities of hydrogen peroxide (5% concentration) and ferrous sulphate heptahydrate. After 24 hours from the treatment, the matrices are extracted with water and the elutriates obtained are treated as described in the method for the determination of anionic surfactants according to the MBAS technique. Finally, the absorption, through a spectrophotometric technique at 650 nm, of the final solution obtained by complexation with molybdenum blue and extraction in chloroform is evaluated. The data obtained by analyzing the soil as it is and the conditioned reference matrix are used as reference values.
Assorbimento a 650 nm Absorption at 650 nm
Terreno di riferimento 0,03873 Reference soil 0.03873
Matrice di riferimento<0,10500>Reference matrix <0.10500>
Trattamento 1 0,10926 Treatment 1 0.10926
Trattamento 2 0,08721 Treatment 2 0.08721
Trattamento 3 0,058280 Treatment 3 0.058280
Trattamento 4 0,03437 Treatment 4 0.03437
Trattamento 5 0,03449 Treatment 5 0.03449
Tabella 2 Table 2
I dati riportati in tabella 2 e in Figura 1 evidenziano una riduzione dell’assorbimento aumentando i dosaggi di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. I trattamenti n° 4 e 5 mostrano un assorbimento paragonabile al valore ottenuto analizzando il terreno tal quale. Si può dedurre che il tensioattivo in queste matrici trattate sia completamente degradato. The data shown in Table 2 and Figure 1 show a reduction in absorption by increasing the dosages of hydrogen peroxide (concentration 5%) and ferrous sulphate heptahydrate. Treatments 4 and 5 show an absorption comparable to the value obtained by analyzing the soil as it is. It can be inferred that the surfactant in these treated matrices is completely degraded.
Esempio 2 Example 2
In tabella 3 vengono riportati i dosaggi, espressi in percentuale in peso sul terreno, di acqua ossigenata al 5% in concentrazione e solfato ferroso eptaidrato utilizzati per il trattamento del terreno condizionato con tensioattivo anionico. Table 3 shows the dosages, expressed as a percentage by weight on the soil, of hydrogen peroxide at 5% in concentration and ferrous sulphate heptahydrate used for the treatment of soil conditioned with anionic surfactant.
Parti in peso riferite al quantitativo di terreno (%) Parts by weight referred to the quantity of soil (%)
Trattamento Trattamento Trattamento Treatment Treatment Treatment
6 7 8 6 7 8
<Acqua ossigenata 5%>10,67 10,67 40,00<5% hydrogen peroxide> 10.67 10.67 40.00
Solfato ferroso 0,63 0,00 0,00 eptaidrato Ferrous sulphate 0.63 0.00 0.00 heptahydrate
Acqua 16,70 16,70 16,70 Water 16.70 16.70 16.70
Tabella 3: composizione dei trattamenti Table 3: composition of treatments
Le matrici da trattare vengono preparate aggiungendo 85 mg di sodio lauriletossi solfato e 167 g di acqua su ogni chilogrammo di terreno di riferimento. Per ottenere delle matrici omogenee e condizionate vengono mescolate con agitatore meccanico. Queste matrici condizionate vengono trattate con quantitativi variabili di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. Dopo 72 ore dal trattamento le matrici vengono estratte con acqua e gli elutriati ottenuti vengono trattati come descritto nel metodo per la determinazione dei tensioattivi anionici secondo tecnica MBAS. Viene infine valutato l’assorbimento, attraverso tecnica spettrofotometrica a 650 nm, della soluzione finale ottenuta tramite complessazione con blu di molibdeno e estrazione in cloroformio. Vengono utilizzati come valori di riferimento i dati ottenuti analizzando il terreno tal quale e la matrice condizionata di riferimento. The matrices to be treated are prepared by adding 85 mg of sodium laurethoxy sulfate and 167 g of water to each kilogram of reference medium. To obtain homogeneous and conditioned matrices, they are mixed with a mechanical stirrer. These conditioned matrices are treated with variable quantities of hydrogen peroxide (5% concentration) and ferrous sulphate heptahydrate. After 72 hours from the treatment, the matrices are extracted with water and the elutriates obtained are treated as described in the method for the determination of anionic surfactants according to the MBAS technique. Finally, the absorption, through a spectrophotometric technique at 650 nm, of the final solution obtained by complexation with molybdenum blue and extraction in chloroform is evaluated. The data obtained by analyzing the soil as it is and the conditioned reference matrix are used as reference values.
Assorbimento a 650 nm Absorption at 650 nm
Terreno di riferimento<0,03873>Reference soil <0.03873>
Matrice di riferimento 0,10500 Reference matrix 0.10500
Trattamento 6 0,03622 Treatment 6 0.03622
Trattamento 7 0,09271 Treatment 7 0.09271
Trattamento 8<0,01066>Treatment 8 <0.01066>
Tabella 4 Table 4
I dati riportati in Tabella 4 in Figura 2 evidenziano che in assenza di una fonte di ioni di Ferro (II) il trattamento ossidativo non viene promosso, anche con dosaggi di acqua ossigenata molto elevati. The data reported in Table 4 in Figure 2 show that in the absence of a source of Iron (II) ions the oxidative treatment is not promoted, even with very high doses of hydrogen peroxide.
Esempio 3 Example 3
In tabella 5 viene riportato il dosaggio, espresso in percentuale in peso sul terreno, di acqua ossigenata al 5% in concentrazione e solfato ferroso eptaidrato utilizzati per il trattamento del terreno condizionato con tensioattivo anionico. La matrice condizionata e trattata viene valutata a diverse tempistiche (30 minuti, 24 e 72 ore). Table 5 shows the dosage, expressed as a percentage by weight on the soil, of 5% hydrogen peroxide in concentration and ferrous sulphate heptahydrate used for the treatment of the conditioned soil with anionic surfactant. The conditioned and treated matrix is evaluated at different times (30 minutes, 24 and 72 hours).
Parti in peso riferito al Parts by weight referred to
quantitativo di terreno (%) amount of soil (%)
Trattamento 9 Treatment 9
Acqua ossigenata 5% 3,87 Hydrogen peroxide 5% 3.87
Solfato ferroso eptaidrato 0,63 Ferrous sulphate heptahydrate 0.63
Acqua<16,70>Water <16.70>
Tabella 5: composizione del trattamento Table 5: composition of the treatment
Le matrici da trattare vengono preparate aggiungendo 85 mg di sodio lauriletossi solfato e 167 g di acqua su ogni chilogrammo di terreno di riferimento. Per ottenere delle matrici omogenee e condizionate vengono mescolate con agitatore meccanico. Queste matrici condizionate vengono trattate con lo stesso quantitativo di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. Le matrici vengono estratte con acqua dopo 30 minuti, 24 e 72 ore e gli eluati ottenuti vengono trattati come descritto nel metodo per la determinazione dei tensioattivi anionici secondo tecnica MBAS. Viene infine valutato l’assorbimento, attraverso tecnica spettrofotometrica a 650 nm, della soluzione finale ottenuta tramite complessazione con blu di molibdeno e estrazione in cloroformio (metodo MBAS). Vengono utilizzati come valori di riferimento i dati ottenuti analizzando il terreno tal quale e la matrice condizionata di riferimento. The matrices to be treated are prepared by adding 85 mg of sodium laurethoxy sulfate and 167 g of water to each kilogram of reference medium. To obtain homogeneous and conditioned matrices, they are mixed with a mechanical stirrer. These conditioned matrices are treated with the same quantity of hydrogen peroxide (5% concentration) and ferrous sulphate heptahydrate. The matrices are extracted with water after 30 minutes, 24 and 72 hours and the eluates obtained are treated as described in the method for the determination of anionic surfactants according to the MBAS technique. Finally, the absorption, through a spectrophotometric technique at 650 nm, of the final solution obtained by complexation with molybdenum blue and extraction in chloroform (MBAS method) is evaluated. The data obtained by analyzing the soil as it is and the conditioned reference matrix are used as reference values.
Assorbimento a Absorption a
650 nm 650 nm
Terreno di riferimento<0,03873>Reference soil <0.03873>
Matrice di riferimento 0,10500 Reference matrix 0.10500
Trattamento 9 (30 min)<0,03620>Treatment 9 (30 min) <0.03620>
Trattamento 9 (24 ore)<0,03449>Treatment 9 (24 hours) <0.03449>
Trattamento 9 (72 ore)<0,03100>Treatment 9 (72 hours) <0.03100>
Tabella 6 Table 6
I dati riportati in tabella 6 e in Figura 3 evidenziano che il trattamento n°9 porta a una riduzione sensibile dell’assorbimento subito dopo 30 minuti dall’aggiunta di acqua ossigenata e solfato ferroso. The data shown in Table 6 and Figure 3 show that treatment No. 9 leads to a significant reduction in absorption immediately after 30 minutes from the addition of hydrogen peroxide and ferrous sulphate.
Esempio 4 Example 4
In tabella 7 vengono riportati i dosaggi, espressi in percentuale in peso sul terreno, di acqua ossigenata al 5% in concentrazione e solfato ferroso eptaidrato utilizzati per il trattamento del terreno condizionato con tensioattivo anionico. Table 7 shows the dosages, expressed as a percentage by weight on the soil, of hydrogen peroxide at 5% in concentration and ferrous sulphate heptahydrate used for the treatment of soil conditioned with anionic surfactant.
Parti in peso riferite al quantitativo di terreno (%) Parts by weight referred to the quantity of soil (%)
Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento 10 11 12 13 14 Treatment Treatment Treatment Treatment Treatment 10 11 12 13 14
Acqua 1,60 2,00 1,60 2,00 6,00 Water 1.60 2.00 1.60 2.00 6.00
ossigenata oxygenated
5% 5%
Solfato 0,50 0,50 0,30 0,62 1,00 Sulphate 0.50 0.50 0.30 0.62 1.00
ferroso ferrous
eptaidrato heptahydrate
Acqua 100 100 100 100 100 Water 100 100 100 100 100
Tabella 7: composizione dei trattamenti Table 7: composition of treatments
La matrice di riferimento è un terreno proveniente da un sito di stoccaggio. Il tensioattivo all’interno di questa matrice è risultato persistente e non biodegradabile. Questa matrice condizionata è stata trattata con differenti dosaggi di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. Dopo 24 ore dal trattamento le matrici vengono estratte con acqua e gli elutriati ottenuti vengono trattati come descritto nel metodo per la determinazione dei tensioattivi anionici secondo tecnica MBAS. Viene infine valutato l’assorbimento, attraverso tecnica spettrofotometrica a 650 nm, della soluzione finale ottenuta tramite complessazione con blu di molibdeno e estrazione in cloroformio (metodo MBAS). Viene utilizzato come valore di riferimento il quantitativo di tensioattivo all’interno della matrice proveniente dal cantiere. The reference matrix is a soil from a storage site. The surfactant within this matrix was persistent and non-biodegradable. This conditioned matrix was treated with different dosages of hydrogen peroxide (concentration 5%) and ferrous sulphate heptahydrate. After 24 hours from the treatment, the matrices are extracted with water and the elutriates obtained are treated as described in the method for the determination of anionic surfactants according to the MBAS technique. Finally, the absorption, through a spectrophotometric technique at 650 nm, of the final solution obtained by complexation with molybdenum blue and extraction in chloroform (MBAS method) is evaluated. The amount of surfactant inside the matrix coming from the construction site is used as a reference value.
Tensioattivi Tensioattivi Tensioattivi anionici cationici non-ionici (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)Matrice condizionata<70 < 16 < 210>Surfactants Surfactants Non-ionic cationic anionic surfactants (mg / kg) (mg / kg) (mg / kg) Conditioned matrix <70 <16 <210>
Trattamento 10 25 < 3,3 < 6,6 Treatment 10 25 <3.3 <6.6
Trattamento 11 24 < 6,2 < 6,2 Treatment 11 24 <6.2 <6.2
Trattamento 12 19 < 5,9 < 5,9 Treatment 12 19 <5.9 <5.9
Trattamento 13 17 < 2,8 < 5,6 Treatment 13 17 <2.8 <5.6
Trattamento 14 28 < 3,4 < 6,8 Treatment 14 28 <3.4 <6.8
Tabella 8: concentrazioni espresse in mg di tensioattivo su kg di terreno I dati riportati in tabella 8 evidenziano che i trattamenti portano a una riduzione sensibile della concentrazioni di tensioattivo anionico. Table 8: concentrations expressed in mg of surfactant on kg of soil The data reported in table 8 show that the treatments lead to a significant reduction in the anionic surfactant concentrations.
Esempio 5 Example 5
In tabella 9 vengono riportati i dosaggi, espressi in percentuale in peso sul terreno, di acqua ossigenata al 5% in concentrazione e solfato ferroso eptaidrato utilizzati per il trattamento del terreno condizionato con tensioattivo anionico. Table 9 shows the dosages, expressed as a percentage by weight on the soil, of hydrogen peroxide at 5% in concentration and ferrous sulphate heptahydrate used for the treatment of soil conditioned with anionic surfactant.
Parti in peso riferite al quantitativo di terreno(%) Parts by weight referred to the quantity of soil (%)
Trattamento Trattamento Trattamento Treatment Treatment Treatment
15 16 17 15 16 17
Acqua ossigenata 2,60 1,60 0,80 Hydrogen peroxide 2.60 1.60 0.80
5% 5%
Solfato ferroso 0,43 0,27 0,13 eptaidrato Ferrous sulphate 0.43 0.27 0.13 heptahydrate
Acqua 15,00 15,00 15,00 Water 15.00 15.00 15.00
Tabella 9: composizione dei trattamenti Table 9: composition of treatments
La matrici condizionate di riferimento da trattare vengono preparate The reference conditioned matrices to be processed are prepared
aggiungendo 110 mg di sodio lauriletossi solfato e 150 g di acqua su ogni adding 110 mg of sodium laurylethoxy sulfate and 150 g of water on each
chilogrammo di terreno. Il lauriletossi solfato utilizzato in questi esempi è kilogram of land. The laurylethoxy sulfate used in these examples is
caratterizzato da un numero di etossilazione pari a 2. Per ottenere delle characterized by an ethoxylation number equal to 2. To obtain
matrici omogenee e condizionate vengono mescolate con agitatore meccanico. Homogeneous and conditioned matrices are mixed with a mechanical stirrer.
Queste matrici condizionate di riferimento vengono trattate con quantitativi These conditioned reference matrices are treated with quantities
variabili di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. variables of hydrogen peroxide (5% concentration) and ferrous sulphate heptahydrate.
Dopo 24 ore dal trattamento le matrici vengono estratte e gli elutriati ottenuti After 24 hours from the treatment the matrices are extracted and the elutrates obtained
vengono valutati con metodo HPLC-MS (cromatografia liquida ad alta are evaluated with the HPLC-MS method (high liquid chromatography
prestazione accoppiata ad un rivelatore di massa). Viene utilizzato come performance coupled to a mass detector). It is used as
valore di riferimento il quantitativo di tensioattivo, determinato a 24 ore, reference value the quantity of surfactant, determined at 24 hours,
all’interno della matrice condizionata e non trattata. within the conditioned and untreated matrix.
Sodio lauriletossi Sodium laurethoxy
solfato 2EO 2EO sulfate
(mg/kg) (mg / kg)
Matrice condizionata 97,7 Conditioned matrix 97.7
Trattamento 15 24,5 Treatment 15 24.5
Trattamento 16<32,0>Treatment 16 <32.0>
Trattamento 17 91,1 Treatment 17 91.1
Tabella 10: concentrazioni espresse in mg di tensioattivo su kg di terreno Table 10: concentrations expressed in mg of surfactant per kg of soil
I dati riportati in tabella 10 evidenziano che i trattamenti portano a una The data reported in table 10 show that the treatments lead to one
riduzione della concentrazioni di tensioattivo anionico in correlazione alla reduction of anionic surfactant concentrations in correlation to
concentrazione del trattamento. concentration of the treatment.
Esempio 6 Example 6
In tabella 11 vengono riportati i dosaggi, espressi in percentuale in peso Table 11 shows the dosages, expressed as a percentage by weight
sul terreno, di acqua ossigenata al 5% in concentrazione e solfato ferroso on the ground, 5% hydrogen peroxide in concentration and ferrous sulphate
eptaidrato utilizzati per il trattamento del terreno condizionato con tensioattivo anionico. heptahydrate used for the treatment of conditioned medium with anionic surfactant.
Parti in peso riferite al quantitativo di terreno (%) Parts by weight referred to the quantity of soil (%)
Trattamento Trattamento Trattamento Treatment Treatment Treatment
15 16 17 15 16 17
Acqua ossigenata 2,60 1,60 0,80 Hydrogen peroxide 2.60 1.60 0.80
5% 5%
Solfato ferroso 0,43 0,27 0,13 eptaidrato Ferrous sulphate 0.43 0.27 0.13 heptahydrate
Acqua 15,00 15,00 15,00 Water 15.00 15.00 15.00
Tabella 11: composizione dei trattamenti Table 11: composition of treatments
La matrici condizionate di riferimento da trattare vengono preparate aggiungendo 110 mg di sodio lauriletossi solfato e 150 g di acqua su ogni chilogrammo di terreno. Il lauriletossi solfato utilizzato in questi esempi è caratterizzato da un numero di etossilazione pari a 7. Per ottenere delle matrici omogenee e condizionate vengono mescolate con agitatore meccanico. Queste matrici condizionate di riferimento vengono trattate con quantitativi variabili di acqua ossigenata (concentrazione 5%) e solfato ferroso eptaidrato. Dopo 24 ore dal trattamento le matrici vengono estratte e gli elutriati ottenuti vengono valutati con metodo HPLC-MS (cromatografia liquida ad alta prestazione accoppiata ad un rivelatore di massa). Viene utilizzato come valore di riferimento il quantitativo di tensioattivo, determinato a 24 ore, all’interno della matrice condizionata con il tensioattivo e non trattato. The reference conditioned matrices to be treated are prepared by adding 110 mg of sodium laurylethoxy sulfate and 150 g of water to each kilogram of medium. The laurethoxy sulfate used in these examples is characterized by an ethoxylation number equal to 7. To obtain homogeneous and conditioned matrices, they are mixed with a mechanical stirrer. These conditioned reference matrices are treated with variable quantities of hydrogen peroxide (5% concentration) and ferrous sulphate heptahydrate. After 24 hours from the treatment the matrices are extracted and the elutrates obtained are evaluated with the HPLC-MS method (high performance liquid chromatography coupled to a mass detector). The amount of surfactant, determined at 24 hours, within the matrix conditioned with the surfactant and not treated is used as a reference value.
Sodio lauriletossi solfato 7EO (mg/kg) Sodium laurethoxy sulfate 7EO (mg / kg)
Matrice condizionata 110 Conditional matrix 110
Trattamento 15 7,0 Treatment 15 7.0
Trattamento 16 20,2 Treatment 16 20.2
Trattamento 17 28,4 Treatment 17 28.4
Tabella 12: concentrazioni espresse in mg di tensioattivo su kg di terreno I dati riportati in tabella 12 evidenziano che i trattamenti portano a una riduzione sensibile della concentrazioni di tensioattivo anionico. Il tensioattivo caratterizzato da un numero di etossilazione pari a 7 è risultato più degradabile con il trattamento proposto. Table 12: concentrations expressed in mg of surfactant per kg of soil The data reported in table 12 show that the treatments lead to a significant reduction in the anionic surfactant concentrations. The surfactant characterized by an ethoxylation number equal to 7 was found to be more degradable with the proposed treatment.
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